一般的塑料很輕,但強度還是比鋼鐵差。可是塑料易於成型的優點,吸引了機械製造業的工程師。比如,有的金屬部件,因形狀複雜,往往需要用幾個零件組成。而若采用塑料,就可以運用模壓技術,一次就能製造出複雜的組合件,還不需要像金屬那樣進行第二次加工,大大降低了製造成本。在這樣的背景下,美國的杜邦公司在1960年提出了讓塑料“向鋼鐵挑戰”的口號。
從此,開始出現了所謂“工程塑料”這一塑料新品種。經過20多年的努力,在80年代出現了以金屬為挑戰對象的龐大的工程塑料係列。
工程塑料的特點是,它能充當受力的結構件,能長期保持尺寸穩定,且性能不變。拉伸強度大於40MPa,具有優良的綜合機械性能,耐腐蝕,電絕緣性好。有些工程塑料甚至能耐200℃以上的溫度,在用玻璃纖維加強後,可以製作飛機的外部零件和汽車的活塞、閥門等。尼龍和“凱芙拉”就屬於工程塑料之列。
以世界上最大的工程塑料生產廠家美國的通用電氣公司和杜邦公司為代表,大批公司把汽車零件作為主要“攻占”對象,研究代替種種金屬零件的工程塑料。在70年代,美國新澤西州的“波裏發動機研究所”曾製造了一台汽車發動機,竟采用了90%的工程塑料,即除了活塞和進氣口等高溫部位塗敷一層陶瓷外,幾乎全是用玻璃纖維和碳纖維加強樹脂基體而形成的工程塑料,結果整台發動機的重量隻有以往金屬零 二分之一,減少了約90公斤。可見當時的“工程塑料熱”高達何等程度。
1981年,日本的日立公司生產的手提式家用錄像機“馬斯塔克斯VT-6500”,其中用於安裝磁頭和馬達的支架改用玻璃纖維加強的丙烯腈和苯乙烯聚合樹脂工程塑料,代替原來的鋁壓鑄支架,外殼也采用耐熱樹脂和透明性能良好的異丁烯樹脂,內部轉動部分使用聚縮醛,其他部分使用改性聚氧化丙烯。結果使整機重量由10公斤減輕到4.9公斤。
現在工程塑料的主要品種有:聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、聚苯醚和聚酯;其次是聚苯硫醚、聚礬、聚芳醚酮、聚酰亞胺及其他聚芳雜環樹脂。當它們和玻璃纖維、碳纖維、硼纖維和晶須等加強材料進行複合,組成非金屬複合材料時,其性能大大增加,真是“如虎添翼”。
總之,現在工程塑料已廣泛用於汽車、航空航天、家用電器、機械建築和化學工業中作各種結構部件、傳動部件、絕緣零件、耐蝕零件和密封件等。在保證有足夠強度和其他性能的條件下,產品重量大大減輕。